IONIZÁCIÓS ENERGIA: POTENCIÁL, MEGHATÁROZÁSI MÓDSZEREK - FIZIKAI - 2026

Az ionizációs energia a minimális energiamennyiségre vonatkozik, általában kilodžaul / mól egységben kifejezve (kJ / mol), amelyre szükség van egy olyan elektron felszabadításához, amely az atom állapotában lévő gázfázisban található. alapvető.

A gáznemű állapot arra az állapotra utal, amelyben mentes a többi atom által magukra gyakorolt ​​hatástól, valamint bármilyen intermolekuláris kölcsönhatástól. Az ionizációs energia nagysága egy olyan paraméter, amely leírja azt az erőt, amellyel az elektron kötődik az atomhoz, amelynek részét képezi.

Első ionizációs energia

Más szavakkal: minél nagyobb ionizációs energia szükséges, annál nehezebb lesz a szóban forgó elektron leválasztása.

Ionizációs potenciál

Egy atom vagy molekula ionizációs potenciálját azon minimális energiamennyiségnek kell meghatározni, amelyet arra kell felhasználni, hogy az atom leválaszthasson az atom legkülső héjától alapállapotában és semleges töltéssel; vagyis az ionizációs energia.

Meg kell jegyezni, hogy az ionizációs potenciálról egy olyan kifejezést használnak, amely már nem működik. Ennek oka az, hogy korábban ennek a tulajdonságnak a meghatározása az elektrosztatikus potenciál felhasználásán alapult.

Ennek az elektrosztatikus potenciálnak a felhasználásával két dolog történt: a kémiai vegyületek ionizációja és az elektron leválasztásának a felgyorsítása.

Tehát, amikor megkezdték a spektroszkópiai technikák alkalmazását a meghatározására, az "ionizációs potenciál" kifejezést az "ionizációs energia" váltotta fel.

Hasonlóképpen ismert, hogy az atomok kémiai tulajdonságait az atomok legkülső energiaszintjén jelen lévő elektronok konfigurációja határozza meg. Tehát ezen fajok ionizációs energiája közvetlenül kapcsolódik valencia elektronjaik stabilitásához.

Ionizációs energia meghatározásának módszerei

Mint korábban említettük, az ionizációs energia meghatározására szolgáló módszereket elsősorban fotoemissziós folyamatok adják, amelyek az fotoelektromos hatás alkalmazásának eredményeként az elektronok által kibocsátott energia meghatározására vonatkoznak.

Noha mondhatnánk, hogy az atomspektroszkópia a legmegfelelőbb módszer a minta ionizációs energiájának meghatározására, létezik még fotoelektron spektroszkópia, amelyben megmérik azokat az energiákat, amelyekkel az elektronok az atomokhoz kapcsolódnak.

Ebben az értelemben az ultraibolya fotoelektron spektroszkópia - amelyet angolul rövidítésként UPS néven is ismert - olyan technika, amely az atomok vagy molekulák gerjesztését ultraibolya sugárzás alkalmazásával használja.

Ennek célja a vizsgált kémiai fajokban a legkülső elektronok energetikai átmeneteinek és az általuk képződött kötések tulajdonságainak elemzése.

Ismertek továbbá a röntgen fotoelektron spektroszkópia és a szélsőséges ultraibolya sugárzás, amelyek ugyanazt az elvet alkalmazzák, amelyet korábban leírtak, a mintára gyakorolt ​​sugárzás típusának különbségeivel, az elektronok kitárolási sebességével és a felbontással kapott.

Első ionizációs energia

Az olyan atomok esetében, amelyeknek a legkülső szintjén egynél több elektron van, azaz az úgynevezett polioelektronikus atomok, az az alap energiaállapotban lévő atom közül az első elektron eltávolításához szükséges energia értékét az a következő egyenlet:

Energia + A (g) → A ⁺ (g) + e ^-

Az "A" bármely elem atomját jelöli, a leválasztott elektron pedig "e ^- " -ként van ábrázolva. Így megkapjuk az első ionizációs energiát, amelyet "I ₁ " -nek nevezünk.

Amint látható, endoterm reakció zajlik, mivel energiát szállítanak az atomhoz az elektron kationhoz adódó elektronhoz juttatása céljából.

Hasonlóképpen, az ugyanabban az időszakban jelen lévő elemek első ionizációs energiája arányosan nő az atomszám növekedésével.

Ez azt jelenti, hogy csökken egy-egy időszakban jobbról balra, és a periódusos táblázat ugyanazon csoportjában felülről lefelé.

Ebben az értelemben a nemesgázok ionizációs energiájukban nagyobbak, míg az alkáliföldfémekhez és az alkáliföldfémekhez tartozó elemek ezen energia értéke alacsony.

Második ionizációs energia

Ugyanezen módon egy második elektron eltávolításával ugyanabból az atomból a második ionizációs energiát kapjuk, amelyet "I ₂ " -nel jelölünk.

Energia + A ⁺ (g) → A ²⁺ (g) + e ^-

Ugyanezt a sémát kell követni a többi ionizációs energiának a következő elektronok indításakor, tudva, hogy az elektron leválasztása az alapállapotban lévő atomtól a fennmaradó elektronok közötti visszatükröző hatás csökken.

Mivel a "nukleáris töltésnek" nevezett tulajdonság állandó marad, nagyobb mennyiségű energiára van szükség az ionos fajok egy másik elektronjának leválásához, amely pozitív töltéssel rendelkezik. Tehát az ionizációs energiák növekednek, az alábbiak szerint:

I ₁ <I ₂ <I ₃ <… <I _n

Végül, a nukleáris töltés mellett, az ionizációs energiákat befolyásolja az elektronikus konfiguráció (az elektronok száma a valenciahéjon, az elfoglalt pálya típusa stb.) És a leválandó elektron tényleges nukleáris töltése.

Ennek a jelenségnek a következtében a legtöbb szerves természetű molekula magas ionizációs energiaértékkel rendelkezik.

Irodalom

1. Chang, R. (2007). Kémia, kilencedik kiadás. Mexikó: McGraw-Hill.
2. Wikipedia. (Sf). Ionizációs energia. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről
3. Hyperphysics. (Sf). Ionizációs energiák. Vissza a következőhöz: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Field, FH és Franklin, JL (2013). Elektronhatások: és a gáznemű ionok tulajdonságai. Helyreállítva a books.google.co.ve webhelyről
5. Carey, FA (2012). Fejlett szerves kémia: A rész: Felépítés és mechanizmusok. A (z) books.google.co webhelyről szerezhető be